원문 제목: 핵심 블록체인 속성을 넘어서: 「강한 체인 품질」

원문 작성자: ittaia, PGarimidi, jneu_net, a16z

원문 번역: AididiaoJP, Foresight News

체인 품질 (Chain Quality, CQ)은 블록체인의 핵심 속성 중 하나입니다. 간단히 말해, 이는 다음을 의미합니다:

만약 당신이 3%의 스테이킹 권익을 보유하고 있다면, 평균 시간 범위 내에서 3%의 블록 스페이스를 제어할 수 있습니다.

스루풋이 낮은 초기 블록체인에게는 이미 체인 품질이 충분합니다. 그러나 현대 블록체인은 대역폭이 훨씬 넓고, 개별 블록은 많은 거래를 포함할 수 있습니다.

이로써 더 강력하고 더 정교한 개념이 나왔습니다. 이는 시간에 따른 평균 블록 스페이스 비율뿐만 아니라, 각 블록 내부의 블록 스페이스 분할에 초점을 맞추게 됩니다. 이를 「강한 체인 품질」이라고 합니다:

만약 당신이 3%의 스테이킹 권익을 보유하고 있다면, 각 블록에서 3%의 블록 스페이스를 제어할 수 있습니다.

본질적으로, 이러한 속성은 이해관련자들이 고속 블록체인 내에서 자신의 거래가 포함되도록 보장하기 위해 「가상 차선」을 보유할 수 있게 합니다.

블록체인 내의 「체인 품질」

비트코인의 핵심 혁신 중 하나 — 이제 거의 모든 블록체인이 이를 갖추고 있습니다 — 는 프로토콜 내에서 블록 제안자에 대한 보상 메커니즘을 도입한 것입니다: 상태 기계에 블록을 성공적으로 첨부하는 쪽은 새로 채굴된 토큰과 거래 수수료를 받을 수 있습니다. 이러한 보상은 상태 전이 함수에 의해 규정되며, 최종적으로 시스템 상태에 반영됩니다.

전통적인 분산 컴퓨팅 모델에서는 참가자들이 선량한 쪽과 악의적인 쪽으로 나뉩니다. 여기서는 선량한 쪽에게 보상을 주는 것이 필요하지 않습니다. 왜냐하면 선량한 행동 자체가 모델 내에서의 기본 가정이기 때문입니다.

그러나 암호 경제 모델에서는 참가자들을 유리한 행위자로 간주하며, 그들의 효용 함수는 알 수 없을 수 있습니다. 목표는 이러한 참가자들이 자신의 이윤을 극대화하려는 노력 속에서 자연스럽게 프로토콜의 성공적인 운영과 일치하도록 하는 인센티브 조치를 설계하는 것입니다. 프로토콜 내의 보상 메커니즘을 결합함으로써, 우리는 다음과 같은 이상적인 체인 품질의 정의를 얻을 수 있습니다:

체인 품질 (CQ): 전체 스테이킹 풀의 X%를 가진 얼라이언스는 글로벌 스테이블 타임 (GST) 이후 각 블록에 대한 제안자가 될 확률이 X%입니다.

한 체인이 체인 품질 요구 사항을 벗어나면 어떤 얼라이언스가 정상 비율을 초과한 보상을 받게 되어 정직한 행동의 동기가 약화되어 프로토콜의 안전성이 약화될 수 있습니다.

많은 블록체인은 이러한 속성을 충족하거나 노력하기 위해 "스테이킹 가중치 기반의 무작위 리더 회전 메커니즘"을 사용합니다.

현재 직면한 전형적인 도전 과제는 다음과 같습니다: 비트코인의 '이기적 채굴' 문제; Monad의 후단 분기 저항성 문제; 그리고 이더리움의 LMD GHOST 프로토콜에서 발생하는 문제입니다.

‘강한 체인 품질’의 기원

블록 공간이 충분히 여유로울 때, 전체 블록 내용을 단일 제안자에게 독점시키지 않아도 됩니다. 대신 동일한 블록의 블록 공간은 여러 참여자가 공동으로 나누어 가질 수 있습니다. 암호 경제적 정의인 강한 체인 품질은 이러한 생각을 나타냅니다:

강한 체인 품질 (SCQ): 전체 스테이킹 풀의 X%를 가진 얼라이언스는 글로벌 스테이블 타임 (GST) 이후 각 블록의 X% 블록 공간을 제어할 수 있습니다.

이 이상적인 속성은 암묵적으로 "가상 차선"이라는 추상 개념을 도입합니다. 다시 말해, 얼라이언스는 실제로 각 블록에서 일정 비율의 전용 블록 공간을 제어할 수 있습니다.

경제적으로 보면, 가상 차선을 소유하는 것은 수수료 또는 MEV (최대 추출 가능 가치)에서 비롯된 수익을 창출하는 생산적 자산을 소유하는 것과 같습니다. 이러한 수익을 얻고 유지하기 위해 외부 주체는 스테이킹을 둘러싼 경쟁을 벌이게 되며, 이는 하위 L1 토큰에 지속적인 수요를 만듭니다. 차선이 창출할 수 있는 경제적 가치가 클수록 각 당사자는 스테이킹에 대한 경쟁력을 강화하고 이러한 블록 공간 접근 권한을 제어하는 L1 스테이킹 풀이 축적할 수 있는 가치도 더 높아집니다. 이러한 개념을 통해 우리는 더 강력한 검열 타당성을 프로토콜 내에 SCQ 유효성 속성으로 전환할 수 있습니다.

강한 체인 품질과 검열 저항성

최근 연구 결과에 따르면, 검열 저항성 프로토콜이 매우 중요함을 보여줍니다. 이러한 프로토콜은 정직한 측이 최종적으로 포함되도록 보장하는 것뿐만 아니라 그들이 즉시 포함되도록 보장해야 합니다. 강한 체인 품질 (SCQ)는 이러한 속성이 블록 용량이 제한된 상황에서의 확장임을 의미합니다.

실제 시나리오에서는 포함해야 할 거래량이 사용 가능한 블록 공간을 초과하는 경우 이상적으로 검열 저항성을 만족시키는 프로토콜이 없습니다. SCQ 는 이러한 제한에 대응하기 위해 더 실용적인 접근 방식을 채택합니다. 모든 성실한 거래가 항상 포함되어야 한다는 것을 강요하지 않고, 각 스테이킹 노드에게 "예산"을 할당하여 해당 예산 범위 내에서 그들의 거래가 포함될 수 있도록 보장합니다.

MCP 프로토콜은 기존의 유용한 비잔틴 장애 허용(PBFT) 형태의 합의 프로토콜 위에 제안된 구성 요소로, 이러한 프로토콜이 검열 저항성을 갖도록합니다. 이 프로토콜은 SCQ의 요구 사항을 동시에 충족합니다 - 스테이킹 잔액에 따라 제안자에게 해당 블록 공간을 할당합니다. 기존의 유향 그래프(DAG) 기반의 BFT 프로토콜은 여러 작성자 메모리 풀을 구현하고 일정한 검열 저항성을 갖습니다.

이러한 프로토콜의 표준 구현은 보통 리더가 일부 거래 하위 집합을 선택적으로 지연할 수 있기 때문에 SCQ를 엄격하게 준수하지 못합니다. 그러나 이러한 프로토콜을 약간 수정하면 SCQ를 다시 구현할 수 있습니다. 이와 관련된 한 가지 방향은 "거래 포함 강제"로, 검열 행위를 줄이는 데 사용됩니다.

MCP는 더 강력한 숨김 속성을 어떻게 구현하는지도 보여줍니다. 이 속성을 활용하면 이해 관계자는 가상의 개인 차로를 생성할 수 있으며, 해당 차로의 내용은 전체 블록이 외부에 공개될 때에만 드러납니다. 이에 대해 후속 기사에서 자세히 다룰 예정입니다.

강한 체인 품질의 구현

전역 안정 시간(GST) 이후에 강한 체인 품질을 얻으려면 핵심은 제안자가 이해 관계자의 입력을 무차별 적으로 검토하지 못하도록 보장하는 것입니다. 이는 두 라운드 프로토콜을 통해 구현할 수 있습니다. 대부분 뷰 기반 BFT 프로토콜을 기반으로 한 거의 모든 경우에, 두 군데 작은 수정만 하면 됩니다.:

첫 번째 라운드: 각 참가자는 자신의 인증된 입력을 다른 모든 참가자에게 전송합니다.

두 번째 라운드: 각 참가자는 참가자 i로부터 인증된 입력을받으면 i를 자신의 포함 목록에 추가합니다. 그런 다음, 해당 참가자는 자신의 포함 목록을 리더에게 전송합니다. 이 작업은 자신이 그 목록에 있는 모든 입력을 포함하는 블록만 수용할 것이라는 약속과 유사합니다.

BFT 제안: 리더는 이러한 메시지를받은 후 수신 한 모든 포함 목록의 연합을 블록에 기록합니다.

BFT 투표: 특정 참가자의 블록이 그 참가자 자체의 입력 목록을 포함할 때에만 해당 참가자는 찬성 투표를 합니다.

이 프로토콜 초안에 따르면, 완전한 프로토콜을 구축할 수 있음이 분명합니다. 이 프로토콜은 GST 이후에 강한 체인 품질을 만족시키고, 검열에 대항하며, 리더가 성실할 때 활성 상태를 유지할 수 있습니다. GST 이전에 SCQ를 달성하려면, 각 라운드에서 충분한 수의 값 또는 목록을 기다려야 합니다. 이 프로토콜 및 그 확장 형태에 대해 후속 글에서 자세히 다루겠습니다.

최근 연구에 따르면, 강한 체인 품질 및 검열에 대항하기 위해서는 일반적인 BFT 프로토콜의 투표 라운드 위에 두 가지 라운드를 추가해야 할 수도 있습니다(위의 프로토콜 초안 참조). 이 결과에 대해서도 후속 글에서 자세히 다룰 예정입니다.

강한 체인 품질(SCQ)은 블록 공간 비율을 제어할 수 있는 연합을 명시하지만, 거래의 내부 순서를 완전히 규정하지는 않습니다. SCQ는 각 지분 노드에 대한 공간을 예약하지만 해당 공간 안의 거래 순서에 대해 어떠한 보증도 하지 않습니다.

이로 인해 거래 순서 메커니즘의 설계에 다양한 연구 공간이 열렸습니다. 우수한 순서 매커니즘은 블록체인 생태계에서 공정성과 효율성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 거래를 우선 처리 수수료에 따라 정렬하는 방향은 특히 주목할 만합니다.

원문 링크

BlockBeats 공식 커뮤니티에 참여하세요:

Telegram 구독 그룹：https://t.me/theblockbeats

Telegram 토론 그룹：https://t.me/BlockBeats_App

Twitter 공식 계정：https://twitter.com/BlockBeatsAsia